对可充电电池充电的方法和充电器装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于对可充电电池（12）充电的充电器（10），该充电器确定要施加到可充电电池上的电流水平，使得电池具有在介于4至6分钟之间的充电时间段内达到的预定充电量，并且将具有基本上约所确定的电流水平的充电电流施加到电池上，并且在经过了基本上等于特定时间段的充电时间段之后终止充电电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对可充电电池充电的方法和充电器装置。
技术介绍
可充电电池通常使用交变电压为例如4. 2V的恒定电压/恒定电流(CV/CC)源来充电。初始时将电池使用恒定电流(即，以CC模式)充电直到达到交变点(例如，4. 2V)，在该点处充电器切換至恒定电压模式以将可充电电池的端子处的电压保持在基本上约交变电压。获得90%至100%容量所需的充电时间通常为2小时至4小时，其中CC阶段在IC充电速率(即，对应于可在一个小时内将电池充电完毕的充电电流水平的充电速率)下为约40分钟。一般来讲，在CC阶段完结时，可充电电池可获得为电池充电容量的60%至70%的充电水平。充电过程的CV阶段一般需用I小时至3小时来完成。在此期间，充电电流水平会减小，并且在充电过程完结时通常会达到对应于0.1C的充电速率的水平。限制可充电电池的充电便利性的ー种因素是使充电器和/或电池过热的危险。此类过热可损害充电器和/或电池，并且还会造成安全隐患。因此，常规充电器被配置成施加对应于约IC的充电速率的充电电流。为了避免发生过热状况，有时使用温度传感器来监测充电器和/或电池的温度，因此可使充电器在检测到过热状况时采取矫正或预防行动(例如，如果电池的温度超过例如450C的安全限度，则终止充电电流)。
技术实现思路
本专利技术公开了ー种充电器，该充电器被配置成在大约4分钟至6分钟内将可充电电池充电至大约90%至95%容量。在ー个方面，用于对可充电电池充电的方法包括确定要施加到可充电电池上的电流水平，使得电池具有在介于4至6分钟之间的充电时间段内达到的预定充电量，将具有基本上约所确定的电流水平的充电电流施加到电池上，以及在经过了基本上等于特定时间段的充电时间段之后终止充电电流。以下为在此方面的范围内的实施方案。该方法包括在达到可充电电池的端子处的预定电压水平之后周期性地调节充电电流，以将可充电电池的端子之间的电压保持在预定电压水平。该方法包括当达到可充电电池的端子处的预定电压水平时，使输出指示器装置被启动。电池单元的预定充电量为可充电电池的充电容量的至少80%，并且其中充电时间段为大约3至4分钟。可充电电池的预定充电量为可充电电池的充电容量的至少90%，并且其中充电时间段为大约5分钟。该方法包括施加充电电流而不监测可充电电池的温度。施加充电电流包括调节由具有电压变压器部分的功率转换模块提供的电流。调节由功率转换模块提供的电流包括调节电压变压器部分的运行。确定要施加到可充电电池上的电流水平包括确定要施加到可充电的基于磷酸铁锂的电池上的电流水平。在另一方面，用于对ー个或多个可充电电池充电的充电器装置包括用于接纳一个或多个可充电电池的容器和控制器，该容器具有电触点，所述电触点被配置成耦合到一个或多个可充电电池的各自端子，所述控制器被配置成确定要施加到ー个或多个可充电电池上的电流水平使得一个或多个电池具有在介于4至6分钟之间的充电时间段内达到的预定充电量，将具有基本上约所确定的电流水平的充电电流施加到一个或多个可充电电池上，并且在经过了基本上等于特定时间段的充电时间段之后終止充电电流。以下为在此方面的范围内的实施方案。一个或多个电池的预定充电量为ー个或多个电池单元的充电容量的至少80%，并且其中充电时间段大约介于3至15分钟之间。一个或多个可充电电池的预定充电量为一个或多个电池的充电容量的大约80%，并且其中充电时间段大约介于3分钟至4分钟之间。一个或多个可充电电池的预定充电量为一个或多个电池的充电容量的至少90%至95%，并且其中指定时间段为大约5分钟。该装置包括功率转换模块，该功率转换模块包括电压变压器。该装置包括反馈控制机构，以使控制器调节由功率转换模块输出的电流。反馈控制机构被配置成调节电压变压器的运行。反馈控制机构被配置成在ー个或多个电池处的电压达到预定上限电压水平之后，将ー个或多个可充电电池的端子处的电压保持在预定上限电压。该装置包括输出指示器装置，其中控制器被配置成在达到可充电电池的端子处的预定电压水平时使输出指示器装置启动。该装置包括MOSFET晶体管基同步整流器。控制器被配置成确定要施加到一个或多个基于磷酸铁锂的可充电电池上的电流水平。控制器包括基于处理器的微控制器。被配置成施加充电电流的控制器被配置成施加充电电流而不监测ー个或多个可充电电池的温度。在另一方面，一种充电器装置包括电触点，所述电触点被配置成耦合到一个或多个可充电电池的各自端子；电路，所述电路在充电操作开始时通过将恒定充电电流施加到ー个或多个可充电电池上来对ー个或多个电池充电并且当ー个或多个电池的电压达到预定上限电压时保持一个或多个电池上的恒定电压；和被配置成控制该电路的控制器，该控制器被配置成使该电路将电池充电介于4至6分钟之间的充电时间段并且其后终止对电池的充电。在另一方面，一种充电器装置包括电触点，所述电触点被配置成耦合到一个或多个可充电电池的各自端子；和以如下方式对ー个或多个电池充电的电路测量电池中的现有充电量，确定施加充电电流的时间段，在充电操作开始时将充电电流施加到ー个或多个可充电电池上持续所确定的充电时间段。ー个或多个方面可提供下列ー个或多个优点。通过利用例如磷酸铁锂电池的相对低的内阻，可以恒定电流(CC)模式在3分钟至4分钟内将电池充电至大约80%容量，并且可在5min内将它们充电至大约90%至95%容量。该充电器被配置成在经过了所确定或指定的时间段之后終止充电操作，而不必执行任何检查以确定电池的充电量或电压水平或执行热监测和/或热控制操作。这种配置可最小化所需的电路、所需的散热部件等等，因此可减小成本和充电器的尺寸。本专利技术ー个或多个实施方案的细节阐述于附图和以下说明中。通过阅读说明书、 附图以及权利要求书，本专利技术的其它特征、目的和优点将变得显而易见。附图说明图1A为充电器的ー个不例性实施方案的方框图。图1B为描述ー个具有可变定时的实施方案的流程图。图2为由图1的充电器执行的充电规程的一个示例性实施方案的流程图。图3A至B为显示使用图1A的充电器的IAh锂离子电池的充电电压行为和充电电流行为的图。具体实施例方式电化学电池单元可为一次电池单元或二次电池单元。一次电化学电池单元意味着仅放电(例如至耗尽)一次，然后被废弃。一次电池单元不打算再充电。一次电池单元描述于例如 David Linden 的 Handbook ofBatteries (McGraw-Hill,第 2 版，1995)中。另一方面，二次电化学电池单元，在下文中也称为可充电电池单元或电池，可再充电许多次，例如，五十次，一百次等等。二次电池单元描述在例如Falk & Salkind的“Alkaline StorageBatteries” (John Wiley & Sons, Inc. 1969);美国专利 345，124 ;和法国专利 164,681 中，这些专利均据此以引用方式并入。參见图1A，其显示了被配置成对可充电电池12充电的充电器10，所述电池具有至少ー个基于磷酸铁锂化学物质的可充电的电化学电池单元。这种电池，有时称为二次电池，包括电池单元。在一些实施方案中，所述电池単元具有钛酸锂阳极材料和磷酸铁锂阴极材料，它们适于使基于此类材料的可充电电池可快速再充电。磷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对可充电电池充电的方法，所述方法包括：确定要施加到所述可充电电池上的电流水平，使得所述可充电电池具有在介于4至6分钟之间的充电时间段内达到的预定充电量,其中，所述充电时间段是部分地基于所述可充电电池的现有充电水平而被确定的；将具有基本上约所确定的电流水平的充电电流施加到可充电电池上；以及在经过了所述充电时间段之后终止所述充电电流。

【技术特征摘要】
2007.03.26 US 60/908,0131.一种用于对可充电电池充电的方法，所述方法包括确定要施加到所述可充电电池上的电流水平，使得所述可充电电池具有在介于4至6分钟之间的充电时间段内达到的预定充电量，其中，所述充电时间段是部分地基于所述可充电电池的现有充电水平而被确定的；将具有基本上约所确定的电流水平的充电电流施加到可充电电池上；以及 在经过了所述充电时间段之后终止所述充电电流。2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括 在所述充电时间段期间 在充电操作开始时将恒定充电电流施加到所述可充电电池，以及在达到所述可充电电池的端子处的预定电压水平之后周期性地调节所述充电电流，以将所述可充电电池的端子之间的电压保持在所述预定电压水平。3.如权利要求2所述的方法，所述方法还包括 当达到所述可充电电池的端子处的所述预定电压水平时使输出指示器装置启动。4.如权利要求3所述的方法，其中所述可充电电池的预定充电量为所述可充电电池的充电容量的至少90%，并且其中所述充电时间段为大约5分钟。5.如权利要求1所述的方法，其中执行施加所述充电电流而不监测所述可充电电池的温度。6.如权利要求1所述的方法，其中施加所述充电电流包括调节由具有电压变压器部分的功率转换模块提供的电流。7.如权利要求6所述的方法，其中调节由所述功率转换模块提供的电流包括调节所述电压变压器部分的运行。8.如权利要求1所述的方法，其中确定要施加到所述可充电电池上的所述电流水平包括确定要施加到可充电的基于磷酸铁锂的电池上的所述电流水平。9.一种用于对可充电电池充电的方法，所述方法包括确定要施加到所述可充电电池上的电流水平，使得所述可充电电池具有在介于3至4分钟之间的充电时间段内达到的预定充电量，其中，所述充电时间段是部分地基于所述可充电电池的现有充电水平而被确定的；将具有基本上约所确定的电流水平的充电电流施加到可充电电池上；以及 在经过了所述充电时间段之后终止所述充电电流， 其中所述可充电电池的预定充电量为所述可充电电池的充电容量的至少80%。10.一种用于对一个或多个可充电电池充电的充电器装置，所述装置包括 用于接纳一个或多个可充电电池的容器，所述容器具有被配置成耦合到所述一个或多个可充电电池的各自端子的电触点；和控制器，所述控制器被配置成 确定要施加到所述一个或多个可充电电池上的电流水平，使得所述一个或多个可充电电池具有在介于4至6分钟之间的充电时间段内达到的预定充电量，其中，所述充电时间段是部分地基于所述可充电电池的现有充电水平而被确定的； 将具有基本上约所确定的电流水平的充电电流施加到所述一个或多个可充电电池上；并且 在经过了所述充电时间段之后终止所述充电电流。11.如权利要求10所述的装置，所述装置还包括功率转换模块，所述功率转换模块包括电压变压器。12.如权利要求11所述的装置，其中所述装置包括反馈控制机构以使所述控制器调节由所述功率转换模块输出的电流。13.如权利要求12所述的装置，其中所述反馈控制机构被配置成调节所述电压变压器的运行。14.如权利要求12所述的装置，其中在所述充电时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·N·克莱恩，J·T·鲍瑞库夫，J·M·罗托多，L·J·皮内尔，G·M·辛德拉，K·S·纳朱达斯瓦米，
申请(专利权)人：吉列公司，
类型：发明
国别省市：